(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ処理装置において、ガス供給部材の面内温度の均一性を向上させた装置を提供する。【解決手段】処理ガスをプラズマ化して基板を処理するプラズマ処理装置１は、基板３１を収容する処理容器３と、処理容器３内に配置され、処理室２に処理ガスを供給するシャワープレート２１と、ガス供給配管２２とを備えている。ガス供給配管２２は、シャワープレート２１の熱エネルギーを処理ガスに伝達する。これによって、処理ガスとシャワープレート２１との温度差が抑えられ、シャワープレート２１の面内温度の均一性が向上する。【選択図】図１
2010219344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する処理室と、
上記処理室内に配置され、上記処理室外から導入された処理ガスを上記処理室内に供給するガス供給部材とを備え、
上記処理室内において上記処理ガスをプラズマ化して上記基板を処理するプラズマ処理装置であって、
上記ガス供給部材に導入される処理ガスを、該ガス供給部材の外部において加熱するガス加熱手段とを備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
上記ガス加熱手段が、上記ガス供給部材に接続され、かつ当該ガス供給部材に上記処理ガスを導入する配管であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
上記配管の内部には、上記処理ガスが通過する複数の開口部を備える仕切板が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
上記配管の少なくとも一部の断面積が、上記処理ガスを供給する処理ガス源から上記配管と上記ガス供給部材との接続部に向かって連続的に大きくなること特徴とする請求項２または３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
上記配管または上記仕切板は金属製であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理ガスをプラズマ化して基板を処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成膜処理やエッチング処理において、例えばマイクロ波や高周波を用いたプラズマ処理装置が使用されている。上記プラズマ処理装置では、処理室内に水平に配置されたシャワープレートと呼ばれるガス供給部を有する装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
処理室内部にシャワープレートを有するプラズマ処理装置を用いて、例えばプラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）処理を行う場合、シャワープレートはプラズマの熱により加熱される。この加熱によってシャワープレートの面内温度が不均一になると、熱応力が増大し、シャワープレートの変形や歪み等が発生する。その結果、シャワープレートを頻繁に交換する必要が生じる。
【０００４】
また、シャワープレートの面内に不均一な温度分布が発生すると、シャワープレートとシャワープレートの対面に設置された基板との間隔にバラつきが生じることによって、プラズマが一様でなくなる。その結果、均一な処理を安定して行うことができなくなる恐れがある。
【０００５】
したがって、上記プラズマ処理装置では、シャワープレートの面内温度を均一に制御することが望まれている。
【０００６】
そこで、従来では、シャワープレートの内部にガスや液体などの冷媒を流通させて、シャワープレートを冷媒によって冷却することでシャワープレートを一定温度に制御することが行われている。例えば、特許文献４は、シャワープレートの内部にミスト状の流体を流通させて、冷却能力を向上させる方法を開示している。また特許文献５は、シャワープレートの内部に冷媒を流通させ、さらに該冷媒の流通方向を変更させることによって冷却能力を向上させる方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２０３２４６号公報（２００６年８月３日公開）
【特許文献２】特開２００２−２９９３３０号公報（２００２年１０月１１日公開）
【特許文献３】特開２００８−１８９９６４号公報（２００８年８月２１日公開）
【特許文献４】特開２００５−１９７６００号公報（２００５年７月２１日公開）
【特許文献５】特開２００８−２６２９６８号公報（２００８年１０月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
シャワープレートの面内温度を均一にする方法は、上述したようなシャワープレートの内部に冷媒を流通させる方法が一般的に用いられており、該冷媒の冷却能力を向上させる方法が多く提案されている（例えば特許文献５参照）。
【０００９】
しかしながら、シャワープレートの内部に冷媒を流通させる方法は、プラズマ処理装置自体が大掛かりになってしまうという問題が存在する。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒を利用した方法とは別の手段で、シャワープレートの面内温度を均一に制御することのできる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行ったところ、従来のプラズマ処理装置では、プラズマの熱により加熱されたシャワープレートが、該シャワープレートに供給される処理ガスによって局所的に冷却されており、これによって該シャワープレートの面内の温度分布が不均一になっているという新たな知見を得た。
【００１２】
そこで、本発明者らは、上記新たな知見に基づき、処理ガスをシャワープレートの外部で予め加熱することによって、シャワープレートを高温度設定で面内一定温度に制御することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明に係るプラズマ処理装置は、上記課題を解決するために、基板を収容する処理室と、上記処理室内に配置され、上記処理室外から導入された処理ガスを上記処理室内に供給するガス供給部材とを備え、上記処理室内において上記処理ガスをプラズマ化して上記基板を処理するプラズマ処理装置であって、上記ガス供給部材に導入される処理ガスを、該ガス供給部材の外部において加熱するガス加熱手段とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記構成では、ガス供給部材が処理室内に処理ガスを供給し、この供給された処理ガスは処理室内でプラズマ化されて基板を処理する。ガス供給部材は処理室内に配置されているため、処理室内で発生したプラズマの熱エネルギーを受けて加熱される。このときのガス供給部材の温度は例えば２００℃を超える程になる。
【００１５】
一方、ガス供給部材に供給される前の処理ガスは、通常、ほぼ室温である。このため、処理ガスがそのままガス供給部材に供給されると、ガス供給部材における処理ガスの入口側が局所的に冷却され、ガス供給部材の面内の温度分布が不均一になってしまう。
【００１６】
そこで、上記構成によれば、ガス供給部材に供給される前の処理ガスは、ガス加熱手段によってガス供給部材の外部で加熱される。このときの加熱は、プラズマ処理装置による処理中に温度上昇したときのガス供給部材の温度程度までに、処理ガスの温度を上昇させるものであればよい。これによって、ガス供給部材において、外部から処理ガスの供給される部位と、処理室へ処理ガスを供給する部位との温度差は抑制される。すなわち、ガス加熱手段を高温度設定で面内一定温度に制御することができる。したがって、ガス供給部材の面内温度の均一性が向上するため、ガス供給部材における変形や歪みの発生を防止することができる。さらに、均一なプラズマを発生させ、安定した基板の処理を行うことができる。
【００１７】
また、上記構成によれば、従来技術における冷媒をガス供給部に流通させる構成によらずとも、ガス供給部材の面内温度を均一に制御することができるため、プラズマ処理装置自体が大掛かりな装置になってしまうことを避けることができる。
【００１８】
また、本発明に係るプラズマ処理装置では、上記ガス加熱手段が、上記ガス供給部材に接続され、かつ当該ガス供給部材に上記処理ガスを供給する配管であることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、プラズマにより加熱されたガス供給部材の熱エネルギーが、配管に伝達される。また、処理ガスは配管を通ってガス供給部材に供給されるため、配管に伝達された熱エネルギーはさらに、該配管内を通る処理ガスに伝達される。処理ガスは、配管から熱エネルギーを受け取ることによって温度が上昇する。この結果、ガス供給配管と処理ガスとの温度差は小さくなり、ガス供給部材において、配管から処理ガスの供給される部位と、処理室へ処理ガスを供給する部位との温度差は抑制される。よって、ガス供給部材の面内温度の均一性を向上することができる。
【００２０】
また、上記構成によれば、極簡単な構成によってガス加熱手段を実現することができる。
【００２１】
また、本発明に係るプラズマ処理装置では、上記配管の内部に、上記処理ガスが通過する複数の開口部を備える仕切板が設けられていることが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、処理ガスが配管を通過する際、配管に設けられた仕切板の複数の開口部を通過する。これによって、処理ガスと配管との接触面積が増加するため、配管から処理ガスにさらに効率よく熱エネルギーを伝達することが可能となる。このため、処理ガスに対する熱エネルギーの伝達量が増加し、ガス供給配管と処理ガスとの温度差がさらに小さくなる。よって、ガス供給部材の面内温度の均一性をより向上することができる。
【００２３】
また、本発明に係るプラズマ処理装置では、上記配管の少なくとも一部の断面積が、上記処理ガスを供給する処理ガス源から上記配管と上記ガス供給部材との接続部に向かって連続的に大きくなることが好ましい。
【００２４】
上記構成によれば、処理ガスが配管を通過する際、処理ガスの流速が、配管とガス供給部材との接続部に近づくにつれて遅くなる。処理ガスが配管に留まる時間が長くなることで、処理ガスと配管との接触時間が増加する。このため、配管から処理ガスに対する熱エネルギーの伝達量が増加し、ガス供給配管と処理ガスとの温度差がさらに小さくなる。よって、ガス供給部材の面内温度の均一性をより向上することができる。
【００２５】
また、本発明に係るプラズマ処理装置では、上記配管および上記仕切板は金属製であることが好ましい。
【００２６】
上記構成によれば、配管から処理ガスに効率よく熱エネルギーを伝達するために、望ましい熱伝導率を有する配管を簡便に構成することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るプラズマ処理装置は、基板を収容する処理室と、上記処理室内に配置され、上記処理室外から導入された処理ガスを上記処理室内に供給するガス供給部材とを備え、上記処理室内において上記処理ガスをプラズマ化して上記基板を処理するプラズマ処理装置であって、上記ガス供給部材に導入される処理ガスを、該ガス供給部材の外部において加熱するガス加熱手段とを備えているため、ガス供給部材における変形や歪みの発生を防止し、安定した基板の処理を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態に係るプラズマ処理装置におけるシャワープレートの構成を示す断面図である。
【図３】図２に示されるシャワープレートのＸ−Ｘ断面における上面図である。
【図４】シャワープレートと配管との接続部を示す断面図である。
【図５】メッシュ構造体の構成を示す配管の断面図である。
【図６】実施の形態に係るプラズマ処理装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態に係るプラズマ処理装置におけるシャワープレートの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について図１〜５を参照して説明すると以下の通りである。なお、以下の実施の形態では、プラズマ処理装置の一例として、シリコンを成膜する容量結合型のプラズマＣＶＤ装置を用いて説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００３０】
まず、本実施形態に係るプラズマ処理装置１の概略的な構成について図１を参照して説明する。図１は、プラズマ処理装置１の概略的な構成を示す断面図である。
【００３１】
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、処理室２を密閉する処理容器３と、基板３１が載置されるサセプタ４と、処理ガスを基板３１側に供給するシャワープレート（ガス供給部材）２１と、シャワープレート２１に接続されたガス供給配管２２とを含んでいる。
【００３２】
処理容器３は、例えばステンレス鋼からなり、処理室２を真空状態にできる構成を有している。処理容器３の内壁面には、例えばアルミナなどの保護膜が被覆されており、処理容器３は電気的に接地されている。
【００３３】
処理容器３の底部には排気管４２が設けられており、排気管４２の先には真空ポンプなどの排気装置４１が連結されている。排気装置４１は処理容器３内の雰囲気を１０００Ｔｏｒｒに設定することができる。
【００３４】
サセプタ４は、基板３１を載置するための載置台であり、処理容器３内の底部に設けられている。サセプタ４は、例えばアルミニウムからなり、その内部にはサセプタ４に載置された基板３１を約１８０度に保温するためのヒーター５が設けられている。また、サセプタ４はアノード電極として役割を果たす。
【００３５】
なお、基板３１は、プラズマ処理装置１が処理を行う対象であれば特に限られず、例えばガラス基板が挙げられる。
【００３６】
シャワープレート２１は、処理容器３内におけるサセプタ４の上方に設けられている。シャワープレート２１は、発振周波数が１３．６ＭＨｚの高周波電源および変調用電源をマッチングさせる回路６と接続されており、カソード電極としての役割を果たす。
【００３７】
したがって、サセプタ４がアノード電極として働き、シャワープレート２１がカソード電極として働くため、プラズマ処理装置１では、シャワープレート２１とサセプタ４との間の領域にプラズマが発生する。
【００３８】
また、シャワープレート２１は、処理ガス供給部材としても働く。シャワープレート２１にはガス供給配管２２の一端が接続されており、ガス供給配管２２の他端は処理ガス供給源５１に接続されている。処理ガス供給源５１の内部に設置されたマスフローコントローラーは、処理ガスとして、モノシランガスが１００ｓｃｃｍ、水素ガスが１０００ｓｃｃｍである混合ガスを供給するように設定されている。処理ガス供給源５１から供給された処理ガスは、ガス供給配管２２を介してシャワープレート２１に供給され、シャワープレート２１の底面から基板３１に向かって供給される。
【００３９】
次に、シャワープレート２１の構成について図２〜４を参照して詳しく説明する。
【００４０】
図２に示すように、シャワープレート２１は、ガス輸送部２３とバッファ室２４とシャワー部２５とから構成される。
【００４１】
ガス輸送部２３は、図４に示すように、シャワープレート２１の側面においてガス供給配管２２と接続されている。ガス輸送部２３の内部には、ガス供給配管２２との接続部からバッファ室２４の中央部にまで処理ガスを通す通路が設けられている。
【００４２】
ガス供給配管２２からシャワープレート２１に供給された処理ガスは、図３に示すように、ガス輸送部２３を介して、バッファ室２４に供給される。
【００４３】
バッファ室２４は、バッファ室２４全域に処理ガスが行き渡るように、内部が中空の構造を有している。
【００４４】
バッファ室２４の下側にはシャワー部２５が配置されている。シャワー部２５には、バッファ室２４と処理室２とが上下に貫通する複数の開口が形成されている。上記開口は、例えば直径１ｍｍの円形の開口である。バッファ室２４に供給された処理ガスは、シャワー部２５の上記開口を介して処理室２に供給される。
【００４５】
次に、プラズマ処理装置１の動作について説明する。なお、以下の説明では、プラズマ処理装置１が成膜処理を行う動作について説明するが、本発明はこれに限られない。
【００４６】
まず基板３１が処理室２内に搬入され、サセプタ４上に載置される。
【００４７】
次いで、排気装置４１が作動し、排気管４２から排気が行われて処理室２内が減圧される。また、ヒーター５が作動し、サセプタ４を通して基板３１を所望の温度に保持する。
【００４８】
次いで、シャワープレート２１を通して、処理ガス供給源５１から供給された成膜用の処理ガスが、処理室２内に供給される。また、回路６の作動により、シャワー部２５の下面に電界が発生し、処理室２内の処理ガスがプラズマ化される。処理ガスがプラズマ化の際に発生した活性種によって、基板３１上に成膜処理がなされる。
【００４９】
所定時間の成膜処理が行われた後、処理室２内への処理ガスの供給が停止し、また回路６およびヒーター５の作動が停止し、基板３１が処理室２内から搬出される。
【００５０】
以上の一連の工程によって、プラズマ処理装置による基板３１の成膜処理が終了する。
【００５１】
上記一連の工程のうち、成膜処理中には、プラズマ発生に伴う熱、およびヒーターからの熱によって、シャワープレート２１の温度が上昇する。このときのシャワープレート２１の面内温度は２００度を超える。
【００５２】
一方、処理ガスが処理ガス供給源５１から供給されるときの処理ガス温度は、室温程度である。すなわち、このままの状態では、処理ガスの供給によって、シャワープレート２１の処理ガス導入口付近の温度が、シャワープレート２１の他の部分との温度と著しく差を生じることになる。シャワープレート２１の面内温度に、このように不均一な温度分布が発生すると、シャワープレート２１に変形や歪み等が発生してしまう。また特に、本実施形態のようにシャワープレート２１がカソード電極であるときには、該カソード電極と、これに対向するアノード電極（サセプタ４）との間にギャップばらつきが生じ、均一にプラズマを発生することができなくなり、処理を安定して行うことができなくなってしまう。
【００５３】
したがって、本実施形態では、シャワープレート２１の面内温度を一定に制御するために、ガス供給配管２２を処理ガスの加熱手段として用いている。
【００５４】
次に、処理ガスの加熱手段としてのガス供給配管２２について説明する。
【００５５】
ガス供給配管２２は、処理ガスの加熱手段として働くために、熱伝導性のよい材料から構成されることが好ましい。具体的には、ガス供給配管２２の材料は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅、またはアルミニウム等、熱伝導性のよい金属であることが好ましい。
【００５６】
ガス供給配管２２が熱伝導性のよい材料から構成されれば、シャワープレート２１の面内の熱エネルギーは、ガス輸送部２３を介してガス供給配管２２に効率よく伝達される。ガス供給配管２２に伝達された熱エネルギーは、さらに、ガス供給配管２２内を通る処理ガスに伝達される。したがって、処理ガスは、ガス供給配管２２を通過するときに熱エネルギーを受け取ることによって温度が上昇する。その結果、処理ガスがシャワープレート２１とガス供給配管２２との接続部に達したときには、処理ガスとシャワープレート２１との温度差が小さくなっている。したがって、シャワープレート２１の面内温度の均一性が向上する。
【００５７】
また、ガス供給配管２２には、メッシュ構造体（仕切板）２６が設けられていることが好ましい。メッシュ構造体２６の構成を図５に示す。図５に示すように、メッシュ構造体２６には、複数の開口部２７が設けられており、この開口部２７を処理ガスが通過する。また、メッシュ構造体２６は金属製であることが好ましい。
【００５８】
ガス供給配管２２内にメッシュ構造体２６が設けられていることによって、処理ガスとガス供給配管２２との接触面積が増加するため、処理ガスにさらに効率よく熱エネルギーを伝達することが可能となる。このため、処理ガスがガス供給配管２２を通過する際、ガス供給配管２２から処理ガスへの熱エネルギーの伝達量が増加し、シャワープレート２１と処理ガスの温度差がさらに小さくなる。
【００５９】
ガス供給配管２２におけるメッシュ構造体２６の設置位置および設置数は特に限定されず、シャワープレート２１やガス供給配管２２の構成に合わせて適宜設定すればよい。
【００６０】
また、ガス供給配管２２は、シャワープレート２１との接続部に向けて、断面積が連続的に大きくなる構成であることが好ましい。これによって、ガス供給配管２２を通る処理ガスの流速が、シャワープレート２１との接続部に近づくにつれて遅くなる。処理ガスがガス供給配管２２に留まる時間が長くなることで、処理ガスとガス供給配管２２との接触時間が増加する。このため、処理ガスがガス供給配管２２を通過する際、ガス供給配管２２から処理ガスへの熱エネルギーの伝達量が増加し、シャワープレート２１と処理ガスの温度差がさらに小さくなる。
【００６１】
特に、ガス供給配管２２の断面積は、配管の全長において連続的に大きくなるのではなく、シャワープレート２１との接続部近傍において大きくなることが好ましい。
【００６２】
上述した通り、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００によれば、シャワープレート２１の外部において処理ガスを予め加熱することができるので、シャワープレート２１を高温度設定で面内一定温度に制御することができる。よって、プラズマ処理装置１００によれば、シャワープレート２１の変形や歪み等の発生を抑えることができ、さらには、均一なプラズマを発生させることにより安定した基板の処理を行うことができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、高周波電圧を用いたプラズマＣＶＤ装置を例にとって説明したが、これに限定されず、マイクロ波を用いたプラズマ処理装置についても本発明を適用できるのは勿論である。さらに、プラズマ処理装置の行う処理として成膜処理を例に説明したが、本発明は、成膜処理以外の基板処理、例えばエッチング処理を行うプラズマ処理装置にも適用できる。
【００６４】
本発明のプラズマ処理装置で処理される基板は、半導体ウェハ、有機ＥＬ基板、またはＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板などであってもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、本発明に係るガス加熱手段として、当該ガス加熱手段を簡素な構成で実現できるガス供給配管２２を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。本発明に係るガス加熱手段は、シャワープレート２１の外部で処理ガスを加熱するものであればよく、例えば、処理ガスを加熱するための別の熱源をガス加熱手段として備えたプラズマ処理装置も、本発明の範囲に含まれる。
【００６６】
また、プラズマ処理装置における処理中、シャワープレート２１の外部で処理ガスを加熱した後、加熱された処理ガスをシャワープレート２１に供給するする方法を実施できる装置であれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図６〜７を参照して説明すると以下の通りである。
【００６８】
上述した実施形態１に対する本実施形態の主な相違点は、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００には、一対の電極により構成される反応部１２６が積層構造を構成して複数搭載されている点にある。したがって、以下では、上記相違点を中心に説明する。
【００６９】
図６に示すように、プラズマ処理装置１００は、処理容器１０３内部の処理室２に、複数のシャワープレート１２１（カソード電極）と、複数のサセプタ１０４（アノード電極）とを備えている。ここで、１つのサセプタ１０４と、当該サセプタ１０４の上側に対面して配置された１つのシャワープレート１２１とは、一対をなして１つの反応部１２６を構成している。すなわち、プラズマ処理装置１００は、上下方向に積層された複数の反応部１２６を備えている。
【００７０】
複数の反応部１２６において、各シャワープレート１２１は、回路１０６と接続しており、これによりカソード電極として働く。また、各シャワープレート１２１は、ガス供給配管１２２を介して処理ガス供給源１５１と接続されており、これによって処理ガス供給部材として働く。
【００７１】
各反応部１２６では、図７に示すように、サセプタ１０４上に基板３１が載置され、当該基板３１は、上記サセプタ１０４の上側のシャワープレート１２１から供給される処理ガスによって処理される。プラズマ処理装置１００が備える反応部１２６の数は特に限定されないが、多くの反応部１２６を備えるほど、基板３１の処理数が増えるため好ましい。
【００７２】
反応部１２６の積層数を増やすためには、ガス供給配管１２２をシャワープレート１２１の上方から接続することはできず、必然的に、ガス供給配管１２２はシャワープレート１２１の側面方向から接続される。処理ガスがシャワープレート１２１の側面から導入されるとき、シャワープレート１２１の面内には、より著しい温度差が生じやすい。したがって、本実施形態においては、処理ガスの加熱手段としてのガス供給配管１２２が、シャワープレート１２１の面内温度を一定に制御するために、より重要な役割を果たす。
【００７３】
ガス供給配管１２２は、実施形態１と同様に、熱伝導性のよい材料から構成されており、処理ガスの加熱手段として働く。これによって、ガス供給配管１２２が処理ガスを各シャワープレート１２１の外部で予め加熱した後、加熱された処理ガスが各シャワープレート１２１に導入される。したがって、処理ガスとシャワープレート１２１との温度差が抑えられ、各シャワープレート１２１の面内温度を高温度設定で一定に制御することができる。
【００７４】
また、本実施形態においても、実施形態１と同様に、ガス供給配管１２２にメッシュ構造体が設けられ、また、ガス供給配管１２２の断面積がシャワープレート１２１との接続部に向かって大きくなっていることが好ましい。
【００７５】
なお、本実施形態の前提として、各シャワープレート１２１の面内温度を一定に制御するために、カソード電極（シャワープレート１２１）とアノード電極（サセプタ１０４）との電極間ギャップを一定に保ちながら、均一にプラズマを発生することが好ましい。
【００７６】
また、各サセプタ１０４は、実施形態１と同様に、ヒーター（図示しない）による加熱を行うことのできる構成であるが、本実施形態では、各サセプタ１０４の下側に配置されている反応部１２６中のシャワープレート１２１から発する熱を利用することが可能であるため、ヒーターの加熱エネルギーを抑制することができる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００７８】
実施形態１に記載のプラズマ処理装置１００について、ガス供給配管２２の態様を変えたものをそれぞれ実施例１〜３とし、各実施例に係るプラズマ処理装置の動作時におけるシャワープレート２１の面内温度を測定した。
【００７９】
実施例１では、ガス供給配管２２として、直径１/４インチ、配管長さ１ｍのＳＵＳ製の配管を用いた。
【００８０】
実施例２では、ガス供給配管２２として、直径１/４インチ、配管長さ１ｍのＳＵＳ製の配管を用いた。実施例１との差異は、ガス供給配管２２の内部に、図５で示されるＳＵＳ製の厚さ３ｍｍのメッシュ構造体２６を設置することである。
【００８１】
実施例３では、ガス供給配管２２として直径１/４インチ、配管長さ１ｍのＳＵＳ製の配管を用いた。実施例１との差異は、ガス供給配管２２とガス輸送部２３との接続部近傍において、ガス供給配管２２の配管断面積が、ガス輸送部２３との距離が近いほど連続的に大きくなるように形成されていることである。
【００８２】
なお、比較例として、ガス供給配管が、直径１/４インチ、配管長さ１ｍのテフロン（登録商標）製の配管であるプラズマ処理装置を用いた。ガス供給配管以外の構成は、実施例１〜３と同様とした。
【００８３】
シャワープレートの面内温度の測定は、図３中、Ａ〜Ｄにより示す４つの測定点において行った。
【００８４】
実施例１〜３および比較例における測定結果を表１に示す。
【００８５】
【表１】
2010219344.tif 000003
【００８６】
において、Ａ〜Ｄの各測定点の差異は、シャワープレート２１の温度の面内分布を示すものである。
【００８７】
表１に示すように、比較例では、各点における最大の温度差は最大１４０℃であった。
【００８８】
比較例では、ガス供給配管２２としてテフロン製の配管を用いており、テフロンの熱伝導率はＳＵＳと比べると著しく低いものである。このため、ガス供給配管２２を通る処理ガスには熱が伝わらず、ほぼ室温の処理ガスが、２００℃を超えるシャワープレート２１に供給されていた。よって、シャワープレート２１と処理ガスとの温度差が大きく、シャワープレート２１内の面内温度が著しく不均一になったと考えられる。
【００８９】
一方、実施例１〜３について、各点における最大の温度差は、実施例１では最大６０℃であり、実施例２では最大５５℃であり、実施例３では最大５８℃であった。したがって、実施例１〜３では、比較例に比して、シャワープレート２１の面内の温度差が抑えられている。
【００９０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、例えば処理容器内にプラズマを生成して基板を処理するプラズマ処理装置に適用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１、１００  プラズマ処理装置
２、１０２  処理室
３、１０３  処理容器
４、１０４  サセプタ
２１、１２１  シャワープレート
２２、１２２  ガス供給配管
２６  メッシュ構造体
３１  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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